JP6752750B2 - Decontamination treatment water treatment method - Google Patents

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  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Description

本開示は、除染処理水処理方法に関する。 The present disclosure relates to a decontamination treated water treatment method.

原子力プラント等において、プラント機器を構成する部材に放射性物質が付着した場合、部材から放射性物質を除去するために化学除染が行われることがある。
例えば、特許文献1には、放射性物質を含む酸化被膜が付着した除染対象物から、酸化剤等を用いて放射性物質を溶出させて除去するための方法が開示されている。この方法では、酸化剤として過マンガン酸を添加した処理水に除染対象物を浸漬させて、酸化被膜に含まれる成分とともに放射性物質を溶出させた後、該処理水をイオン交換樹脂に接触させて、処理水に含まれる放射性物質をイオン交換樹脂に吸着させて除去する。
また、特許文献1には、処理水から酸化剤を除去するため、上述のように放射性物質を溶出させた後の処理水に還元剤を添加して、酸化剤と還元剤との反応により沈殿物を生成させた後、処理水から該沈殿物を除去することが開示されている。
In a nuclear power plant or the like, when radioactive substances adhere to the members constituting the plant equipment, chemical decontamination may be performed to remove the radioactive substances from the members.
For example, Patent Document 1 discloses a method for eluting and removing a radioactive substance from a decontamination object to which an oxide film containing a radioactive substance is attached, using an oxidizing agent or the like. In this method, the object to be decontaminated is immersed in treated water to which permanganic acid is added as an oxidizing agent, a radioactive substance is eluted together with the components contained in the oxide film, and then the treated water is brought into contact with an ion exchange resin. Then, the radioactive substance contained in the treated water is adsorbed on the ion exchange resin and removed.
Further, in Patent Document 1, in order to remove the oxidizing agent from the treated water, a reducing agent is added to the treated water after eluting the radioactive substance as described above, and precipitation is caused by the reaction between the oxidizing agent and the reducing agent. It is disclosed that the precipitate is removed from the treated water after the product is produced.

特開2014−92442号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-92442

ところで、プラント等の化学除染に用いる処理水に酸化剤が含まれていると、例えば処理水に浸漬されるプラント機器が酸化剤によって腐食される等、プラント機器に影響を及ぼす可能性がある。このようなプラント機器への影響を抑制するため、純水を注入する必要がある。純水を注入するため、酸化剤を含む余剰水が発生する。
処理水中の酸化剤は、例えば特許文献1に記載されるように、酸化剤を含む処理水に還元剤を添加して沈殿物を生成させることにより、沈殿物として除去することができる。しかしながら、酸化剤と還元剤との反応により生成する沈殿物は流動性が低い場合があり、この場合、沈殿物によってプラントを構成する配管や機器が閉塞する可能性がある。
この点、特許文献1には、処理水から酸化剤を除去する際に生成される沈殿物による機器の閉塞を抑制するための方策について具体的に開示されていない。
By the way, if the treated water used for chemical decontamination of a plant or the like contains an oxidizing agent, the plant equipment immersed in the treated water may be corroded by the oxidizing agent, which may affect the plant equipment. .. It is necessary to inject pure water in order to suppress such effects on plant equipment. Since pure water is injected, excess water containing an oxidizing agent is generated.
The oxidizing agent in the treated water can be removed as a precipitate by adding a reducing agent to the treated water containing the oxidizing agent to form a precipitate, for example, as described in Patent Document 1. However, the precipitate formed by the reaction of the oxidizing agent and the reducing agent may have low fluidity, and in this case, the sediment may block the pipes and equipment constituting the plant.
In this regard, Patent Document 1 does not specifically disclose a measure for suppressing clogging of the equipment due to the precipitate generated when the oxidizing agent is removed from the treated water.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、配管や機器の閉塞を抑制可能な除染処理水の処理方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a method for treating decontaminated water that can suppress clogging of pipes and equipment.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る除染処理水処理方法は、
金属酸化物が付着した除染対象物を、酸化剤由来の過マンガン酸イオンを含む処理水に浸漬させて、前記金属酸化物を構成する金属元素を前記処理水中に溶出させる酸化工程と、
前記処理水にpH調整剤を添加して、前記処理水のpHを7以上13以下に調整するpH調整工程と、
前記pH調整工程後の前記処理水に第1還元剤を添加して、前記処理水に含まれる前記過マンガン酸イオンを還元させる第1還元工程と、
を備える。
(1) The decontamination-treated water treatment method according to at least one embodiment of the present invention is
An oxidation step in which a decontamination object to which a metal oxide is attached is immersed in treated water containing permanganate ions derived from an oxidizing agent to elute the metal elements constituting the metal oxide into the treated water.
A pH adjusting step of adding a pH adjusting agent to the treated water to adjust the pH of the treated water to 7 or more and 13 or less.
A first reducing step of adding a first reducing agent to the treated water after the pH adjusting step to reduce the permanganate ions contained in the treated water, and a first reducing step.
To be equipped.

本発明者らの鋭意検討の結果、過マンガン酸イオンを含む処理水が酸性である場合、該処理水に還元剤を添加すると、処理水に含まれる過マンガン酸イオンと還元剤との反応により生成する沈殿物の流動性は比較的低く、一方、過マンガン酸イオンを含む処理水のpHが比較的大きい場合、同様に生成する沈殿物の流動性は比較的大きいことが明らかとなった。
この点、上記(1)の方法によれば、過マンガン酸イオンにより除染対象物から金属元素を溶出させた後、過マンガン酸イオンを含む処理水のpHを7以上13以下に調整してから、処理水中の過マンガン酸イオンを還元させるので、過マンガン酸イオンと還元剤との反応により流動性の比較的高い沈殿物が生成しやすくなる。よって、過マンガン酸イオンと還元剤との反応で生じる沈殿物に起因する配管や機器の閉塞(例えば、後述する濃縮工程で使用するエバポレータの閉塞等)を抑制することができる。
As a result of diligent studies by the present inventors, when the treated water containing permanganate ions is acidic, when a reducing agent is added to the treated water, the reaction between the permanganate ions contained in the treated water and the reducing agent causes. It was clarified that the fluidity of the produced precipitate was relatively low, while the fluidity of the similarly produced precipitate was relatively high when the pH of the treated water containing permanganate ions was relatively high.
In this regard, according to the method (1) above, after elution of metal elements from the decontamination target with permanganate ions, the pH of the treated water containing permanganate ions is adjusted to 7 or more and 13 or less. Therefore, since the permanganate ion in the treated water is reduced, the reaction between the permanganate ion and the reducing agent facilitates the formation of a precipitate having relatively high fluidity. Therefore, it is possible to suppress clogging of pipes and equipment (for example, clogging of an evaporator used in a concentration step described later) due to a precipitate generated by a reaction between permanganate ions and a reducing agent.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の方法は、前記第1還元工程後の前記処理水を加熱する加熱工程をさらに備える。 (2) In some embodiments, the method (1) further comprises a heating step of heating the treated water after the first reduction step.

上記(2)の方法によれば、第1還元工程後の処理水を加熱することにより、過マンガン酸イオンと還元剤との反応で生じる沈殿物の流動性をより高めることができる。よって、沈殿物に起因する配管や機器の閉塞を効果的に抑制することができる。 According to the method (2) above, by heating the treated water after the first reduction step, the fluidity of the precipitate generated by the reaction between the permanganate ion and the reducing agent can be further enhanced. Therefore, it is possible to effectively suppress blockage of piping and equipment caused by sediment.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の方法は、前記第1還元工程後の前記処理水を濃縮する濃縮工程をさらに備える。 (3) In some embodiments, the method (1) or (2) further comprises a concentration step of concentrating the treated water after the first reduction step.

上記(3)の方法によれば、第1還元工程後の処理水を濃縮して、処理水中の沈殿物の濃度が高くなる場合であっても、沈殿物の流動性を比較的高く維持することができ、沈殿物に起因する配管や機器の閉塞を抑制することができる。 According to the method (3) above, the treated water after the first reduction step is concentrated to maintain a relatively high fluidity of the precipitate even when the concentration of the precipitate in the treated water is high. It is possible to suppress blockage of piping and equipment due to sedimentation.

(4)幾つかの実施形態では、上記(3)の方法において、前記濃縮工程は、前記加熱工程を含む。 (4) In some embodiments, in the method (3) above, the concentration step includes the heating step.

上記(4)の方法によれば、処理水を濃縮する濃縮工程として加熱工程を行うので、処理水の処理効率を向上させることができる。 According to the method (4) above, since the heating step is performed as the concentration step for concentrating the treated water, the treatment efficiency of the treated water can be improved.

(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの方法において、前記pH調整工程では、前記処理水のpHを10以上12以下に調整する。 (5) In some embodiments, in any of the methods (1) to (4) above, the pH of the treated water is adjusted to 10 or more and 12 or less in the pH adjusting step.

上記(5)の方法によれば、過マンガン酸イオンを含む処理水のpHをpH調整工程で10以上12以下に調整してから、処理水中の過マンガン酸イオンを還元させるので、過マンガン酸イオンと還元剤との反応により流動性の比較的高い沈殿物がより生成しやすくなる。よって、過マンガン酸イオンと還元剤との反応で生じる沈殿物に起因する配管や機器の閉塞を効果的に抑制することができる。 According to the method (5) above, the pH of the treated water containing permanganate ions is adjusted to 10 or more and 12 or less in the pH adjustment step, and then the permanganate ions in the treated water are reduced. The reaction between the ions and the reducing agent makes it easier to form a precipitate with relatively high fluidity. Therefore, it is possible to effectively suppress blockage of pipes and equipment caused by a precipitate generated by the reaction between permanganate ions and a reducing agent.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(5)の何れかの方法において、前記酸化剤は、過マンガン酸カリウムを含む。 (6) In some embodiments, in any of the methods (1) to (5) above, the oxidizing agent comprises potassium permanganate.

上記(6)の方法によれば、酸化剤として過マンガン酸カリウムが添加された処理水に除染対象物を浸漬させることで、除染対象物に付着した金属酸化物を構成する金属元素(例えばクロム)を処理水中に効果的に溶出させることができる。 According to the method (6) above, by immersing the decontamination target in treated water to which potassium permanganate has been added as an oxidizing agent, a metal element constituting a metal oxide adhering to the decontamination target ( For example, chromium) can be effectively eluted in the treated water.

(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の方法において、前記pH調整剤は、少なくとも1種のアルカリ金属水酸化物を含む。 (7) In some embodiments, in the methods (1) to (6) above, the pH adjuster comprises at least one alkali metal hydroxide.

上記(7)の方法によれば、pH調整剤として強塩基性化合物であるアルカリ金属水酸化物を用いるので、pH調整前の処理水のpHが比較的低い場合であっても、該処理水のpHを7以上13以下に調整しやすい。 According to the method (7) above, since an alkali metal hydroxide which is a strongly basic compound is used as a pH adjuster, the treated water is treated even when the pH of the treated water before pH adjustment is relatively low. It is easy to adjust the pH of 7 or more and 13 or less.

(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの方法において、前記第1還元剤は、亜硫酸水素塩、亜硫酸塩又はヒドラジンの少なくとも一種を含む。 (8) In some embodiments, in any of the methods (1) to (7) above, the first reducing agent comprises at least one of hydrogen sulfite, sulfite or hydrazine.

上記(8)の方法によれば、第1還元剤として亜硫酸水素ナトリウム又はヒドラジンの少なくとも一方を用いるので、処理水のpHが7以上13以下である条件下において、処理水中の過マンガン酸イオンを適切に還元することができる。 According to the method (8) above, since at least one of sodium bisulfite or hydrazine is used as the first reducing agent, permanganate ions in the treated water are generated under the condition that the pH of the treated water is 7 or more and 13 or less. It can be reduced appropriately.

(9)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(8)の何れかの方法において、
前記第1還元工程では、前記酸化剤に対して、1.1モル当量以上1.3モル当量以下の前記第1還元剤を前記処理水に添加する。
(9) In some embodiments, in any of the methods (1) to (8) above,
In the first reducing step, the first reducing agent having 1.1 molar equivalents or more and 1.3 molar equivalents or less is added to the treated water with respect to the oxidizing agent.

上記(9)の方法によれば、酸化剤に対して1.1モル当量以上の第1還元剤を処理水に添加するので、処理水に溶存している酸素によって第1還元剤の一部が消費されてしまう場合であっても、酸化剤由来の過マンガン酸イオンを適切に還元することができる。また、上記(9)の方法によれば、酸化剤に対して1.3モル当量以下の第1還元剤を処理水に添加するので、第1還元剤の使用量増加によるコスト増大を抑制することができる。 According to the method (9) above, since 1.1 mol equivalent or more of the first reducing agent is added to the treated water with respect to the oxidizing agent, a part of the first reducing agent is used by the oxygen dissolved in the treated water. Is consumed, the permanganate ion derived from the oxidizing agent can be appropriately reduced. Further, according to the method (9) above, since the first reducing agent having 1.3 molar equivalents or less with respect to the oxidizing agent is added to the treated water, the cost increase due to the increase in the amount of the first reducing agent used is suppressed. be able to.

(10)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(9)の何れかの方法は、
前記pH調整工程後の前記処理水に第2還元剤を添加して、前記処理水中に溶存している前記金属元素を還元する第2還元工程をさらに備える。
(10) In some embodiments, the method of any of (1) to (9) above is
A second reducing step is further provided in which a second reducing agent is added to the treated water after the pH adjusting step to reduce the metal element dissolved in the treated water.

上記(10)の方法によれば、pH調整工程後の処理水に第2還元剤を添加して、処理水中に溶存している金属元素を還元して、別の形態に変換させることができる。例えば、処理水に溶存している六価クロムを第2還元剤によって三価クロムに還元することにより、処理水をより扱いやすくすることができる。 According to the method (10) above, a second reducing agent can be added to the treated water after the pH adjustment step to reduce the metal element dissolved in the treated water and convert it into another form. .. For example, by reducing hexavalent chromium dissolved in the treated water to trivalent chromium with a second reducing agent, the treated water can be made easier to handle.

(11)幾つかの実施形態では、上記(10)の方法において、
前記第2還元工程では、前記酸化剤に対して、1.0モル当量以上2.0モル当量以下の第2還元剤を前記処理水に添加する。
(11) In some embodiments, in the method (10) above,
In the second reducing step, a second reducing agent having 1.0 molar equivalent or more and 2.0 molar equivalent or less is added to the treated water with respect to the oxidizing agent.

上記(11)の方法によれば、酸化剤に対して1.0モル当量以上の第2還元剤を処理水に添加するので、処理水に溶存している金属元素を適切に還元することができる。また、上記(11)の方法によれば、酸化剤に対して2.0モル当量以下の第2還元剤を処理水に添加するので、第2還元剤の使用量増加によるコスト増大を抑制することができる。 According to the method (11) above, 1.0 molar equivalent or more of the second reducing agent is added to the treated water with respect to the oxidizing agent, so that the metal element dissolved in the treated water can be appropriately reduced. it can. Further, according to the method (11) above, since the second reducing agent having 2.0 molar equivalents or less with respect to the oxidizing agent is added to the treated water, the cost increase due to the increase in the amount of the second reducing agent used is suppressed. be able to.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、配管や機器の閉塞を抑制可能な除染処理水の処理方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a method for treating decontaminated water that can suppress clogging of pipes and equipment.

一実施形態に係る原子力プラントの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the nuclear power plant which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る処理水処理方法のフローチャートである。It is a flowchart of the treated water treatment method which concerns on one Embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, and are merely explanatory examples. Absent.

幾つかの実施形態に係る処理水処理方法は、原子力プラントにおいて放射性物質が付着したプラント機器構成部材を化学除染するための処理水を処理する方法である。まず、幾つかの実施形態に係る処理水処理方法が適用される原子力プラントについて説明する。 The treated water treatment method according to some embodiments is a method of treating treated water for chemically decontaminating plant equipment components to which radioactive substances are attached in a nuclear power plant. First, a nuclear power plant to which the treated water treatment method according to some embodiments is applied will be described.

図1は、一実施形態に係る原子力プラントの概略構成図である。図1に示すように、原子力プラント1は、核分裂反応で発生する熱エネルギーにより蒸気を生成するための原子炉2と、原子炉2で生成された蒸気により駆動される蒸気タービン4と、蒸気タービン4の回転軸の回転により駆動される発電機6を備える。なお、図1に示す原子炉2は、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)である。他の実施形態では、原子炉2は沸騰水型原子炉(BWR:Boiling Water Reactor)であってもよく、あるいは、加圧水型原子炉及び沸騰水型原子炉を含む軽水炉とは異なり、減速材又は冷却材として軽水以外の物質を用いるタイプの原子炉であってもよい。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the nuclear plant 1 includes a nuclear reactor 2 for generating steam by thermal energy generated in a fission reaction, a steam turbine 4 driven by the steam generated in the nuclear reactor 2, and a steam turbine. A generator 6 driven by the rotation of the rotating shaft of 4 is provided. The nuclear reactor 2 shown in FIG. 1 is a pressurized water reactor (PWR: Pressurized Water Reactor). In other embodiments, the reactor 2 may be a boiling water reactor (BWR), or unlike a light water reactor including a pressurized water reactor and a boiling water reactor, a speed reducer or It may be a type of nuclear reactor that uses a substance other than light water as a cooling material.

原子炉2は、一次冷却水(一次冷却材)が流れる一次冷却ループ10と、一次冷却ループ10に設けられる原子炉容器(圧力容器)11、加圧器14、蒸気発生器16及び一次冷却材ポンプ(冷却材ポンプ)18と、を含む。一次冷却材ポンプ18は、一次冷却ループ10において一次冷却水を循環させるように構成される。また、加圧器14は、一次冷却ループ10において、一次冷却水が沸騰しないように、一次冷却水を加圧するように構成される。なお、原子炉2を構成する原子炉容器11、加圧器14、蒸気発生器16及び一次冷却材ポンプ18は、原子炉格納容器19に格納される。
原子炉容器11にはペレット状の核燃料(例えばウラン燃料やMOX燃料等)を含む燃料棒12が収容されており、この燃料の核分裂反応で発生する熱エネルギーにより、原子炉容器11の中の一次冷却水が加熱される。原子炉容器11には、原子炉出力を制御するために、核燃料を含む炉心で生成される中性子数を吸収して調整するための制御棒13が設けられている。原子炉容器11内で加熱された一次冷却水は蒸気発生器16に送られ、熱交換により二次冷却ループ20を流れる二次冷却水(二次冷却材)を加熱して蒸気を発生させる。
The reactor 2 includes a primary cooling loop 10 through which primary cooling water (primary coolant) flows, a reactor vessel (pressure vessel) 11, a pressurizer 14, a steam generator 16, and a primary coolant pump provided in the primary cooling loop 10. (Coolant pump) 18 and the like. The primary coolant pump 18 is configured to circulate the primary cooling water in the primary cooling loop 10. Further, the pressurizer 14 is configured to pressurize the primary cooling water in the primary cooling loop 10 so that the primary cooling water does not boil. The reactor vessel 11, the pressurizer 14, the steam generator 16, and the primary coolant pump 18 constituting the reactor 2 are stored in the reactor containment vessel 19.
The reactor vessel 11 contains fuel rods 12 containing pelletized nuclear fuel (for example, uranium fuel, MOX fuel, etc.), and the thermal energy generated by the fission reaction of this fuel causes the primary in the reactor vessel 11 to be contained. The cooling water is heated. The reactor vessel 11 is provided with control rods 13 for absorbing and adjusting the number of neutrons generated in the core including nuclear fuel in order to control the reactor output. The primary cooling water heated in the reactor vessel 11 is sent to the steam generator 16 and heats the secondary cooling water (secondary coolant) flowing through the secondary cooling loop 20 by heat exchange to generate steam.

蒸気発生器16において生成された蒸気は、高圧タービン21及び低圧タービン22を含む蒸気タービン4に送られて、蒸気タービン4を回転駆動させる。また、蒸気タービン4は回転軸を介して発電機6と連結されており、発電機6は該回転軸の回転により駆動されて、電気エネルギーを生成する。なお、高圧タービン21と低圧タービン22との間には湿分分離加熱器23が設けられており、高圧タービン21で仕事をした後の蒸気を再度加熱してから低圧タービン22に送るようになっている。 The steam generated in the steam generator 16 is sent to the steam turbine 4 including the high-pressure turbine 21 and the low-pressure turbine 22 to rotationally drive the steam turbine 4. Further, the steam turbine 4 is connected to the generator 6 via a rotating shaft, and the generator 6 is driven by the rotation of the rotating shaft to generate electric energy. A moisture separation heater 23 is provided between the high-pressure turbine 21 and the low-pressure turbine 22, and the steam after working in the high-pressure turbine 21 is reheated and then sent to the low-pressure turbine 22. ing.

二次冷却ループ20には、復水器24及び図示しない加熱器が設けられており、低圧タービン22で仕事をした後の蒸気が復水器24及び加熱器を通る過程で凝縮されるとともに加熱され、蒸気発生器16に戻るようになっている。二次冷却ループ20には、復水ポンプ25等のポンプが設けられており、これらのポンプにより二次冷却ループ20において二次冷却水が循環するようになっている。また、復水器24には、低圧タービン22からの蒸気を熱交換により冷却するための冷却水(例えば海水)がポンプ15を介して供給されるようになっている。 The secondary cooling loop 20 is provided with a condenser 24 and a heater (not shown), and steam after working in the low-pressure turbine 22 is condensed and heated in the process of passing through the condenser 24 and the heater. It is designed to return to the steam generator 16. The secondary cooling loop 20 is provided with pumps such as a condensate pump 25, and these pumps circulate the secondary cooling water in the secondary cooling loop 20. Further, cooling water (for example, seawater) for cooling steam from the low-pressure turbine 22 by heat exchange is supplied to the condenser 24 via a pump 15.

幾つかの実施形態に係る処理水処理方法は、上述の構成を有する原子力プラント1において、一次冷却材が流れる一次冷却系の化学除染を行うための除染処理水に適用される。
一次冷却系において一次冷却材に接する機器、即ち、一次冷却ループ10上に設けられた原子炉容器11、加圧器14、蒸気発生器16又は一次冷却材ポンプ18等の機器を構成する部材の表面には、金属の腐食等の要因により、放射線物質を含む酸化被膜(例えば、クロム、鉄、ニッケル等の金属酸化物)が付着することがある。幾つかの実施形態に係る処理方法は、上述の部材(除染対象物)の化学除染を行う際に用いる余剰水(処理水)の処理に適用することができる。
The treated water treatment method according to some embodiments is applied to the decontaminated treated water for chemically decontaminating the primary cooling system through which the primary coolant flows in the nuclear power plant 1 having the above configuration.
The surface of the equipment that comes into contact with the primary coolant in the primary cooling system, that is, the surface of the members that make up the equipment such as the reactor vessel 11, the pressurizer 14, the steam generator 16, or the primary coolant pump 18 provided on the primary cooling loop 10. An oxide film containing a radioactive substance (for example, a metal oxide such as chromium, iron, or nickel) may adhere to the surface due to factors such as metal corrosion. The treatment method according to some embodiments can be applied to the treatment of excess water (treated water) used when chemically decontaminating the above-mentioned member (decontamination target object).

次に、幾つかの実施形態に係る処理水処理方法について、上述の原子力プラント1に適用した場合を例として説明する。
図2は、一実施形態に係る処理水処理方法のフローチャートである。図2のフローチャートに示すように、一実施形態に係る処理水処理方法は、酸化工程S2と、pH調整工程S4と、第1還元工程S6と、第2還元工程S8と、加熱工程S10と、濃縮工程S12と、を備える。
なお、幾つかの実施形態では、第2還元工程S8、加熱工程S10及び濃縮工程S12は必ずしも行わなくてもよく、これらの工程を必要に応じて実施するようにしてもよい。
Next, the treated water treatment method according to some embodiments will be described as an example when applied to the above-mentioned nuclear power plant 1.
FIG. 2 is a flowchart of a treated water treatment method according to an embodiment. As shown in the flowchart of FIG. 2, the treated water treatment method according to the embodiment includes an oxidation step S2, a pH adjustment step S4, a first reduction step S6, a second reduction step S8, and a heating step S10. The concentration step S12 is provided.
In some embodiments, the second reduction step S8, the heating step S10, and the concentration step S12 do not necessarily have to be performed, and these steps may be performed as needed.

(酸化工程)
まず、酸化工程S2では、金属酸化物が付着した除染対象物を、酸化剤由来の過マンガン酸イオンを含む処理水に浸漬させて、金属酸化物を構成する金属元素を前記処理水中に溶出させる。
例えば、酸化剤が添加された処理水を一次冷却ループ10に導入して、放射線物質を含む酸化被膜(金属酸化物)が付着した除染対象物(例えば原子炉容器11、加圧器14、蒸気発生器16又は一次冷却材ポンプ18等)を該処理水に浸漬させてもよい。
(Oxidation process)
First, in the oxidation step S2, the object to be decontaminated to which the metal oxide is attached is immersed in treated water containing permanganate ions derived from an oxidizing agent, and the metal elements constituting the metal oxide are eluted in the treated water. Let me.
For example, treated water to which an oxidant has been added is introduced into the primary cooling loop 10, and decontamination objects (for example, reactor vessel 11, pressurizer 14, steam) to which an oxide film (metal oxide) containing a radioactive substance is attached. The generator 16 or the primary coolant pump 18) may be immersed in the treated water.

酸化工程S2で用いられる処理水は、酸化剤の水溶液であってもよい。 The treated water used in the oxidation step S2 may be an aqueous solution of an oxidizing agent.

酸化工程S2で用いられる酸化剤は、過マンガン酸イオン(MnO )を含むものである。過マンガン酸イオンとともに酸化剤を構成する陽イオンは、例えば、水素イオン(H)であってもよく、カリウム等のアルカリ金属イオンであってもよい。酸化剤は、例えば、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸塩、又は過マンガン酸であってもよい。過マンガン酸イオンを含む処理水を用いることで、除染対象物に付着した金属酸化物(例えば、クロム、鉄、ニッケル等の酸化物)を効果的に溶出させることができる。
例えば、酸化工程S2では、酸化被膜(金属酸化物)に含まれる難水溶性の酸化クロム(III)を処理水中の過マンガン酸イオンで酸化して、水溶性の六価クロム(HCrO 又はCrO 2−等)として、酸化被膜に付着した放射性物質とともに溶出させることができる。
Oxidizing agent used in the oxidation step S2 is permanganate ion - is intended to include (MnO 4). The cation constituting the oxidizing agent together with the permanganate ion may be, for example, a hydrogen ion (H + ) or an alkali metal ion such as potassium. The oxidizing agent may be, for example, a permanganate such as potassium permanganate, or a permanganate. By using treated water containing permanganate ions, metal oxides (for example, oxides of chromium, iron, nickel, etc.) adhering to the decontamination target can be effectively eluted.
For example, in the oxidation step S2, by oxidizing water-insoluble chromium oxide contained in the oxide film (metal oxide) to (III) by permanganate ions in the treated water, a water soluble hexavalent chromium (HCrO 4 - or as CrO 4 2-like), can be eluted with radioactive material adhering to the oxide film.

なお、酸化工程S2において、酸化剤(過マンガン酸イオン)を含む処理水を循環させるため、一次冷却材ポンプ18を用いることがある。この場合、冷却材に含まれる酸化剤等の薬剤と一次冷却材ポンプ18とが接触しないように、一次冷却材ポンプ18に水(純水等)を供給しながら一次冷却材ポンプ18を作動させてもよい。 In the oxidation step S2, the primary coolant pump 18 may be used to circulate the treated water containing an oxidizing agent (permanganate ion). In this case, the primary coolant pump 18 is operated while supplying water (pure water or the like) to the primary coolant pump 18 so that the chemicals such as the oxidant contained in the coolant do not come into contact with the primary coolant pump 18. You may.

以降に説明する工程(pH調整工程S4以降の工程)は、酸化工程S2を実行した後、一次冷却ループ10で除染対象物を浸漬した状態の処理水に対して実施してもよく、あるいは、酸化工程S2を実行した後、一次冷却ループ10から排出された処理水(例えば、タンク等に貯留された状態の処理水)に対して実施してもよい。 The steps described below (steps after the pH adjusting step S4) may be carried out on the treated water in a state where the decontamination target is immersed in the primary cooling loop 10 after the oxidation step S2 is executed. After executing the oxidation step S2, it may be carried out on the treated water discharged from the primary cooling loop 10 (for example, the treated water stored in a tank or the like).

(pH調整工程)
pH調整工程S4では、酸化工程S2を実行した後の処理水にpH調整剤を添加して、処理水のpHを7以上13以下に調整する。幾つかの実施形態では、pH調整工程S4では、酸化工程S2後の処理水にpH調整剤を添加して、処理水のpHを10以上12以下に調整してもよい。
(PH adjustment process)
In the pH adjusting step S4, a pH adjusting agent is added to the treated water after the oxidation step S2 is executed to adjust the pH of the treated water to 7 or more and 13 or less. In some embodiments, in the pH adjusting step S4, a pH adjusting agent may be added to the treated water after the oxidation step S2 to adjust the pH of the treated water to 10 or more and 12 or less.

pH調整工程S4で用いられるpH調整剤は、少なくとも1種のアルカリ金属水酸化物を含んでいてもよい。アルカリ金属酸化物は、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム又は水酸化カリウムであってもよい。pH調整剤として強塩基性化合物であるアルカリ金属水酸化物を用いることにより、pH調整前の処理水のpHが比較的低い場合であっても、処理水のpHを7以上13以下又は10以上12以下に調整しやすい。 The pH adjusting agent used in the pH adjusting step S4 may contain at least one alkali metal hydroxide. The alkali metal oxide may be sodium hydroxide, lithium hydroxide or potassium hydroxide. By using an alkali metal hydroxide which is a strongly basic compound as a pH adjuster, the pH of the treated water is 7 or more and 13 or less or 10 or more even when the pH of the treated water before the pH adjustment is relatively low. Easy to adjust to 12 or less.

(第1還元工程)
第1還元工程S6では、pH調整工程S4を実行した後の処理水に第1還元剤を添加して、処理水に含まれる過マンガン酸イオンを還元させる。
(First reduction step)
In the first reduction step S6, the first reducing agent is added to the treated water after the pH adjustment step S4 is executed to reduce the permanganate ions contained in the treated water.

除染対象物に付着した金属酸化物を酸化する酸化工程S2では、処理水に含まれる過マンガン酸イオン(酸化剤)の全量は使いきらず、酸化工程S2後にも余剰の過マンガン酸イオンが処理水中に残存している場合がある。この場合、酸化工程S2及びpH調整工程S4を実行した後の処理水には、過マンガン酸イオンが含まれる。このように、処理水に過マンガン酸イオンが残留していると、処理水と接触する機器の構成材料を酸化してしまう等、これらの機器に影響を及ぼす場合がある。そこで、第1還元工程S6で処理水中の過マンガン酸イオンを還元することにより、処理水の酸化力を低減させて、処理水と接触する機器への影響を抑制することができる。 In the oxidation step S2 that oxidizes the metal oxide adhering to the decontamination target, the entire amount of permanganate ions (oxidizer) contained in the treated water is not used up, and the excess permanganate ions are treated even after the oxidation step S2. It may remain in the water. In this case, the treated water after performing the oxidation step S2 and the pH adjusting step S4 contains permanganate ions. As described above, if permanganate ions remain in the treated water, it may affect these devices, such as oxidizing the constituent materials of the devices that come into contact with the treated water. Therefore, by reducing the permanganate ion in the treated water in the first reduction step S6, the oxidizing power of the treated water can be reduced and the influence on the equipment in contact with the treated water can be suppressed.

ここで、本発明者らの知見によれば、酸化工程S2を実行した後の処理水が酸性である場合、pH調整工程S4を行なわずに該処理水に還元剤を添加すると、処理水に含まれる過マンガン酸イオンと還元剤との反応により、例えば二酸化マンガン等の流動性の低い沈殿物が生成される。なお、過マンガン酸イオンを還元することにより二酸化マンガンが生成される半反応式は、下記式(A)により表される。
MnO +4H+3e→MnO+2HO …(A)
一方、酸化工程S2を実行した後の処理水のpHを比較的大きな値となるように(例えばアルカリ性に)調整してから該処理水に還元剤を添加すると、処理水に含まれる過マンガン酸イオンと還元剤との反応により、例えば、水酸化マンガン(Mn(OH))、酸化マンガン(II,III)(Mn)又は酸化マンガン(III)(Mn)等の、比較的流動性の高い沈殿物が生成される。なお、過マンガン酸イオンを還元することにより水酸化マンガンが生成される半反応式は、下記式(B)により表される。
MnO +6H+5e→Mn(OH)+4HO …(B)
Here, according to the findings of the present inventors, when the treated water after executing the oxidation step S2 is acidic, if a reducing agent is added to the treated water without performing the pH adjusting step S4, the treated water becomes The reaction between the contained permanganate ion and the reducing agent produces a low-fluidity precipitate such as manganese dioxide. The half-reaction formula in which manganese dioxide is produced by reducing permanganate ions is represented by the following formula (A).
MnO 4 + 4H + + 3e → MnO 2 + 2H 2 O… (A)
On the other hand, when the pH of the treated water after executing the oxidation step S2 is adjusted to a relatively large value (for example, alkaline) and then a reducing agent is added to the treated water, the permanganic acid contained in the treated water is contained. Depending on the reaction between the ion and the reducing agent, for example, manganese hydroxide (Mn (OH) 2 ), manganese oxide (II, III) (Mn 2 O 3 ), manganese oxide (III) (Mn 2 O 3 ), etc. A relatively fluid deposit is produced. The half-reaction formula in which manganese hydroxide is produced by reducing permanganate ions is represented by the following formula (B).
MnO 4 + 6H + + 5e → Mn (OH) 2 + 4H 2 O… (B)

よって、上述の実施形態のように、pH調整工程S4にて処理水のpHを7以上13以下又は10以上12以下に調整してから、第1還元工程S6にて処理水中の過マンガン酸イオンを還元させることで、過マンガン酸イオンと還元剤との反応により流動性の比較的高い沈殿物が生成しやすくなる。よって、過マンガン酸イオンと還元剤との反応で生じる沈殿物に起因する配管や機器の閉塞(例えば、後述する濃縮工程S12で使用するエバポレータの閉塞等)を抑制することができる。 Therefore, as in the above-described embodiment, the pH of the treated water is adjusted to 7 or more and 13 or less or 10 or more and 12 or less in the pH adjusting step S4, and then the permanganate ion in the treated water is adjusted in the first reduction step S6. By reducing the pH, the reaction between the permanganate ion and the reducing agent facilitates the formation of a precipitate having relatively high fluidity. Therefore, it is possible to suppress clogging of pipes and equipment (for example, clogging of the evaporator used in the concentration step S12 described later) due to the precipitate generated by the reaction between the permanganate ion and the reducing agent.

第1還元工程S6で用いられる第1還元剤は、例えば、亜硫酸水素塩(例えば亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO)等)、亜硫酸塩(例えば亜硫酸ナトリウム(NaSO)等)、又は、ヒドラジン(N)の少なくとも一種を含んでいてもよい。
この場合、処理水のpHが7以上13以下又は10以上12以下である条件下において、処理水中の過マンガン酸イオンを適切に還元することができる。
なお、亜硫酸塩(亜硫酸イオン)を還元剤として用いる場合の半反応式は、下記式(C)で表される。
SO 2−+HO→SO 2−+2H+2e …(C)
The first reducing agent used in the first reducing step S6 is, for example, hydrogen sulfite (for example, sodium hydrogen sulfite (NaHSO 3 ) or the like), sulfite (for example, sodium sulfite (Na 2 SO 3 ) or the like), or hydrazine (. It may contain at least one of N 2 H 4 ).
In this case, the permanganate ion in the treated water can be appropriately reduced under the condition that the pH of the treated water is 7 or more and 13 or less or 10 or more and 12 or less.
The half-reaction formula when sulfite (sulfite ion) is used as a reducing agent is represented by the following formula (C).
SO 3 2- + H 2 O → SO 4 2- + 2H + + 2e … (C)

第1還元工程S6での第1還元剤の添加量は、酸化工程S2で用いられた酸化剤に対して、1.1モル当量以上1.3モル当量以下であってもよい。
酸化剤に対して1.1モル当量以上の第1還元剤を処理水に添加することにより、処理水に溶存している酸素によって第1還元剤の一部が消費されてしまう場合であっても、酸化剤由来の過マンガン酸イオンを適切に還元することができる。また、酸化剤に対して1.3モル当量以下の第1還元剤を処理水に添加することにより、第1還元剤の使用量増加によるコスト増大を抑制することができる。
The amount of the first reducing agent added in the first reducing step S6 may be 1.1 molar equivalents or more and 1.3 molar equivalents or less with respect to the oxidizing agent used in the oxidizing step S2.
When 1.1 mol equivalent or more of the first reducing agent is added to the treated water with respect to the oxidizing agent, a part of the first reducing agent is consumed by the oxygen dissolved in the treated water. Also, the permanganate ion derived from the oxidizing agent can be appropriately reduced. Further, by adding the first reducing agent having 1.3 molar equivalents or less with respect to the oxidizing agent to the treated water, it is possible to suppress an increase in cost due to an increase in the amount of the first reducing agent used.

(第2還元工程)
幾つかの実施形態では、pH調整工程S4を実行した後、処理水に第2還元剤を添加して、処理水中に溶存している金属元素を還元させる第2還元工程S8を行ってもよい。
(Second reduction step)
In some embodiments, after performing the pH adjusting step S4, a second reducing agent may be added to the treated water to perform a second reducing step S8 to reduce the metal element dissolved in the treated water. ..

pH調整工程S4後の処理水に第2還元剤を添加することにより、処理水中に溶存している金属元素を還元して、別の形態に変換させることができる。例えば、処理水に溶存している六価クロムを第2還元剤によって三価クロムに還元することにより、処理水をより扱いやすくすることができる。なお、処理水中の六価クロムを還元することにより三価クロムが生成される半反応式の一例は、下記式(D)で表される。
HCrO +3e+4H→Cr(OH)+HO …(D)
By adding a second reducing agent to the treated water after the pH adjustment step S4, the metal element dissolved in the treated water can be reduced and converted into another form. For example, by reducing hexavalent chromium dissolved in the treated water to trivalent chromium with a second reducing agent, the treated water can be made easier to handle. An example of a half-reaction formula in which trivalent chromium is produced by reducing hexavalent chromium in the treated water is represented by the following formula (D).
HCrO 4 + 3e + 4H + → Cr (OH) 3 + H 2 O… (D)

なお、第2還元工程S8は、第1還元工程S6と同時に行ってもよい。
また、第2還元工程S8で用いる第2還元剤は、第1還元工程S6で用いる第1還元剤と同一種類の還元剤であってもよい。
The second reduction step S8 may be performed at the same time as the first reduction step S6.
Further, the second reducing agent used in the second reducing step S8 may be the same type of reducing agent as the first reducing agent used in the first reducing step S6.

第2還元工程S8での第2還元剤の添加量は、酸化工程S2で用いられた酸化剤に対して、1.0モル当量以上2.0モル当量以下であってもよい。
酸化剤に対して1.0モル当量以上の第2還元剤を処理水に添加することにより、処理水に溶存している金属元素を適切に還元することができる。また、酸化剤に対して2.0モル当量以下の第2還元剤を処理水に添加することにより、第2還元剤の使用量増加によるコスト増大を抑制することができる。
The amount of the second reducing agent added in the second reducing step S8 may be 1.0 molar equivalent or more and 2.0 molar equivalent or less with respect to the oxidizing agent used in the oxidizing step S2.
By adding 1.0 molar equivalent or more of the second reducing agent to the treated water with respect to the oxidizing agent, the metal element dissolved in the treated water can be appropriately reduced. Further, by adding a second reducing agent having 2.0 molar equivalents or less with respect to the oxidizing agent to the treated water, it is possible to suppress an increase in cost due to an increase in the amount of the second reducing agent used.

(加熱工程)
幾つかの実施形態では、第1還元工程S6を実行した後、処理水を加熱する加熱工程S10を行ってもよい。
第1還元工程S6後の処理水を加熱することにより、過マンガン酸イオンと還元剤との反応で生じる沈殿物の流動性をより高めることができる。よって、沈殿物に起因する配管や機器の閉塞を効果的に抑制することができる。
(Heating process)
In some embodiments, after performing the first reduction step S6, a heating step S10 for heating the treated water may be performed.
By heating the treated water after the first reduction step S6, the fluidity of the precipitate generated by the reaction between the permanganate ion and the reducing agent can be further enhanced. Therefore, it is possible to effectively suppress blockage of piping and equipment caused by sediment.

なお、第2還元工程S8を行う場合、加熱工程S10は第2還元工程S8を実行した後、又は、第2還元工程S8と同時に行ってもよい。 When the second reduction step S8 is performed, the heating step S10 may be performed after the second reduction step S8 is executed or at the same time as the second reduction step S8.

(濃縮工程)
幾つかの実施形態では、第1還元工程S6を実行した後、処理水を濃縮する濃縮工程S12を行ってもよい。
第1還元工程S6後の処理水を濃縮すると処理水中の沈殿物の濃度が高くなるが、この場合であっても、上述の酸化工程S2、pH調整工程S4及び第1還元工程S6を施すことにより、第1還元工程S6で生成される沈殿物の流動性を比較的高く維持することができる。よって、沈殿物に起因する配管や機器の閉塞を抑制することができる。
(Concentration process)
In some embodiments, after performing the first reduction step S6, a concentration step S12 for concentrating the treated water may be performed.
When the treated water after the first reduction step S6 is concentrated, the concentration of the precipitate in the treated water increases. Even in this case, the above-mentioned oxidation step S2, pH adjustment step S4 and first reduction step S6 are performed. Therefore, the fluidity of the precipitate produced in the first reduction step S6 can be maintained relatively high. Therefore, it is possible to suppress blockage of piping and equipment caused by sediment.

濃縮工程S12は、上述の加熱工程S10と同時に行ってもよい。あるいは、濃縮工程S12は加熱工程S10を含んでいてもよい(すなわち、濃縮工程S12の一部として加熱工程S10を行ってもよい)。例えば、第1還元工程S6を行った後の処理水を加熱することにより濃縮させてもよい(加熱工程S10及び濃縮工程S12)。
このように、濃縮工程S12と加熱工程S10を同時に行うことにより、あるいは、濃縮工程S12の一部として加熱工程S10を行うことにより、処理水の処理効率を向上させることができる。
The concentration step S12 may be performed at the same time as the heating step S10 described above. Alternatively, the concentration step S12 may include a heating step S10 (ie, the heating step S10 may be performed as part of the concentration step S12). For example, the treated water after the first reduction step S6 may be concentrated by heating (heating step S10 and concentration step S12).
As described above, the treatment efficiency of the treated water can be improved by simultaneously performing the concentration step S12 and the heating step S10, or by performing the heating step S10 as a part of the concentration step S12.

濃縮工程S12では、エバポレータを用いて第1還元工程S6後の処理水を濃縮してもよい。この際、エバポレータを用いて、第1還元工程S6後の処理水を加熱しながら(加熱工程S10)、該処理水を濃縮してもよい(濃縮工程S12)。
このように、エバポレータを用いて濃縮工程S12(及び加熱工程S10)を行う場合であっても、上述の酸化工程S2、pH調整工程S4及び第1還元工程S6が施すことにより、第1還元工程S6で生成される沈殿物の流動性を比較的高く維持することができる。よって、沈殿物に起因するエバポレータの閉塞を抑制することができる。
In the concentration step S12, the treated water after the first reduction step S6 may be concentrated using an evaporator. At this time, the treated water may be concentrated while heating the treated water after the first reduction step S6 (heating step S10) using an evaporator (concentration step S12).
As described above, even when the concentration step S12 (and the heating step S10) is performed using the evaporator, the first reduction step is performed by performing the above-mentioned oxidation step S2, pH adjustment step S4 and first reduction step S6. The fluidity of the precipitate produced in S6 can be maintained relatively high. Therefore, the blockage of the evaporator due to the precipitate can be suppressed.

なお、酸化工程S2〜第1還元工程S6(及び、任意に行われる第2還元工程S8〜濃縮工程S12)を施された処理水をフィルタ等に通水させることにより、該処理水に含まれる沈殿物を捕集してもよい。
また、酸化工程S2〜第1還元工程S6(及び、任意に行われる第2還元工程S8〜濃縮工程S12)を施された処理水をイオン交換樹脂に接触させることにより、処理水に含まれる放射性物質をイオン交換樹脂に吸着させて、処理水から放射性物質を除去してもよい。
The treated water subjected to the oxidation steps S2 to the first reduction step S6 (and the arbitrarily performed second reduction step S8 to the concentration step S12) is contained in the treated water by passing it through a filter or the like. The deposit may be collected.
Further, the treated water subjected to the oxidation steps S2 to the first reduction step S6 (and the second reduction step S8 to the concentration step S12 arbitrarily performed) is brought into contact with the ion exchange resin to bring about the radioactivity contained in the treated water. The radioactive substance may be removed from the treated water by adsorbing the substance on the ion exchange resin.

次に、幾つかの実施形態に係る処理水処理方法による効果を、試験例により説明する。
(試験例1)
原子力プラント1の一次冷却ループ10内の水を模擬した20Lの純水に、酸化クロム(III)(Cr)30mgを混合するとともに、酸化剤として過マンガン酸カリウム(KMnO)4.0gを溶解させて(酸化工程S2)試験用処理水1を得た。
次いで、試験用処理水1にpH調整剤として水酸化ナトリウム(NaOH)1.0gを添加して撹拌した(pH調整工程S4)。この試験用処理水1のpHを計測したところ、pH11〜12であった。
次いで、試験用処理水1に還元剤として亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO)395mg/L(酸化剤であるKMnOに対して1.2モル当量)を添加して撹拌したところ(第1還元工程S6)、沈殿物が生成した。この沈殿物を含む試験用処理水1を容器ごと傾斜させたところ、初期位置から少なくとも70°程度傾斜させた位置で、沈殿物が容器の形状に合わせて容器内の下方に集まるように変形する(すなわち、重力によって変形する)ことが視覚的に確認された。
次いで、沈殿物を含む試験用処理水1を100℃で試験用処理水1の体積が1/100〜1/360となるまで濃縮した(加熱工程S10及び濃縮工程S12)。この沈殿物を含む試験用処理水1を容器ごと傾けたところ、初期位置から少なくとも20°程度傾斜させた位置で、沈殿物が容器の形状に合わせて容器内の下方に集まるように変形する(すなわち、重力によって変形する)ことが視覚的に確認された。
Next, the effects of the treated water treatment methods according to some embodiments will be described with reference to Test Examples.
(Test Example 1)
3. 30 mg of chromium (III) oxide (Cr 2 O 3 ) was mixed with 20 L of pure water simulating the water in the primary cooling loop 10 of the nuclear plant 1, and potassium permanganate (KMnO 4 ) was used as an oxidizing agent. 0 g was dissolved (oxidation step S2) to obtain treated water 1 for testing.
Next, 1.0 g of sodium hydroxide (NaOH) was added to the test treated water 1 as a pH adjuster and stirred (pH adjustment step S4). When the pH of the treated water for test 1 was measured, it was pH 11-12.
Next, 395 mg / L of sodium bisulfite (NaHSO 3 ) (1.2 molar equivalents with respect to KMnO 4 , which is an oxidizing agent) was added to the treated water 1 for testing as a reducing agent, and the mixture was stirred (first reduction step S6). ), A precipitate was formed. When the test treated water 1 containing this precipitate is tilted together with the container, the precipitate is deformed so as to collect in the lower part of the container according to the shape of the container at a position tilted by at least 70 ° from the initial position. It was visually confirmed (ie, deformed by gravity).
Next, the test treated water 1 containing the precipitate was concentrated at 100 ° C. until the volume of the test treated water 1 became 1/100 to 1/360 (heating step S10 and concentration step S12). When the test treated water 1 containing this precipitate is tilted together with the container, the precipitate is deformed so as to collect in the lower part of the container according to the shape of the container at a position tilted at least about 20 ° from the initial position ( That is, it is visually confirmed that it is deformed by gravity).

(試験例2)
試験例2は、用いた酸化剤の種類及びpH調整工程S4を行わなかった点で、試験例1と異なる。
すなわち、試験例2では、原子力プラント1の一次冷却ループ10内の水を模擬した純水20Lに、酸化クロム(III)(Cr)30mgを混合するとともに、酸化剤として過マンガン酸(HMnO)溶液を添加し、150mg/Lとした試験用処理水2を得た。この試験用処理水2のpHを計測したところ、pH2〜3であった。
次いで、試験用処理水1に還元剤として亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO)395mg/L(酸化剤であるHMnOに対して1.2モル当量)を添加して撹拌したところ、沈殿物が生成した。この沈殿物を含む試験用処理水2を容器ごと傾斜させたところ、初期位置から70°程度傾斜させても、沈殿物は変形しない(すなわち、重力によって変形しない)ことが視覚的に確認された。
次いで、沈殿物を含む試験用処理水2を100℃で試験用処理水2の体積が1/100〜1/360となるまで濃縮した。この沈殿物を含む試験用処理水2を容器ごと傾けたところ、初期位置から70°程度傾斜させても、沈殿物は変形しない(すなわち、重力によって変形しない)ことが視覚的に確認された。
(Test Example 2)
Test Example 2 is different from Test Example 1 in that the type of oxidizing agent used and the pH adjusting step S4 were not performed.
That is, in Test Example 2, 30 mg of chromium (III) oxide (Cr 2 O 3 ) was mixed with 20 L of pure water simulating the water in the primary cooling loop 10 of the nuclear power plant 1, and permanganate (permanganate) was used as an oxidant. A solution of HMnO 4 ) was added to obtain treated water 2 for testing at 150 mg / L. When the pH of this test treated water 2 was measured, it was pH 2 to 3.
Next, 395 mg / L of sodium bisulfite (NaHSO 3 ) (1.2 molar equivalents with respect to the oxidizing agent HMnO 4 ) was added to the test treated water 1 as a reducing agent and stirred, and a precipitate was formed. .. When the test treated water 2 containing this precipitate was tilted together with the container, it was visually confirmed that the precipitate did not deform (that is, did not deform due to gravity) even if it was tilted by about 70 ° from the initial position. ..
Next, the test treated water 2 containing the precipitate was concentrated at 100 ° C. until the volume of the test treated water 2 became 1/100 to 1/360. When the test treated water 2 containing this precipitate was tilted together with the container, it was visually confirmed that the precipitate did not deform (that is, did not deform due to gravity) even if it was tilted by about 70 ° from the initial position.

試験用処理水に還元剤を添加させることにより生成した沈殿物について、試験例1では容器を70°程度傾斜させた位置で沈殿物が変形したのに対し、試験例2では容器を70°傾斜させても沈殿物が変形しなかった。即ち、還元剤添加後、かつ加熱及び濃縮前における沈殿物の流動性は、試験例2に比べて試験例1の方が高い。
これは、試験例2では、還元剤添加前にpH2〜3であったのに対し、試験例2では、還元剤添加前に、pH調整剤にてpH11程度に調整してから還元剤を添加したため、試験例1において酸化剤(過マンガン酸イオン)と還元剤との反応で生成した沈殿物の流動性が比較的高くなったためであると考えられる。
Regarding the precipitate formed by adding a reducing agent to the treated water for test, in Test Example 1, the precipitate was deformed at a position where the container was tilted by about 70 °, whereas in Test Example 2, the container was tilted by 70 °. The precipitate did not deform even when allowed to be allowed to do so. That is, the fluidity of the precipitate after the addition of the reducing agent and before heating and concentration is higher in Test Example 1 than in Test Example 2.
In Test Example 2, the pH was 2 to 3 before the addition of the reducing agent, whereas in Test Example 2, the pH was adjusted to about 11 with a pH adjuster before the addition of the reducing agent, and then the reducing agent was added. Therefore, it is considered that the fluidity of the precipitate produced by the reaction between the oxidizing agent (permanganate ion) and the reducing agent in Test Example 1 became relatively high.

また、加熱及び濃縮後の沈殿物については、試験例1では容器を70°程度傾斜させた位置で沈殿物が変形した。すなわち、試験例1において、試験用処理水を加熱及び濃縮後の沈殿物の流動性は、加熱及び濃縮前に比べて流動性が高い。これにより、沈殿物生成後の処理水を加熱及び濃縮することにより、沈殿物の流動性をより高くできることが確認された。 As for the precipitate after heating and concentration, in Test Example 1, the precipitate was deformed at a position where the container was tilted by about 70 °. That is, in Test Example 1, the fluidity of the precipitate after heating and concentrating the treated water for test is higher than that before heating and concentrating. As a result, it was confirmed that the fluidity of the precipitate can be further increased by heating and concentrating the treated water after the precipitate is formed.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes a modified form of the above-described embodiments and a combination of these embodiments as appropriate.

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
In the present specification, expressions representing relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial". Strictly represents not only such an arrangement, but also a tolerance or a state of relative displacement at an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the state of existence.
Further, in the present specification, the expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also within a range in which the same effect can be obtained. , The shape including the uneven portion, the chamfered portion, etc. shall also be represented.
Further, in the present specification, the expression "comprising", "including", or "having" one component is not an exclusive expression excluding the existence of another component.

1 原子力プラント
2 原子炉
4 蒸気タービン
6 発電機
10 一次冷却ループ
11 原子炉容器
12 燃料棒
13 制御棒
14 加圧器
15 ポンプ
16 蒸気発生器
18 一次冷却材ポンプ
19 原子炉格納容器
20 二次冷却ループ
21 高圧タービン
22 低圧タービン
23 湿分分離加熱器
24 復水器
25 復水ポンプ
1 Nuclear Plant 2 Reactor 4 Steam Turbine 6 Generator 10 Primary Cooling Loop 11 Reactor Container 12 Fuel Rod 13 Control Rod 14 Pressurizer 15 Pump 16 Steam Generator 18 Primary Coolant Pump 19 Reactor Condenser 20 Secondary Cooling Loop 21 High-pressure turbine 22 Low-pressure turbine 23 Moisture separation heater 24 Condenser 25 Condensation pump

Claims (11)

金属酸化物が付着した除染対象物を、酸化剤由来の過マンガン酸イオンを含む処理水に浸漬させて、前記金属酸化物を構成する金属元素を前記処理水中に溶出させる酸化工程と、
前記酸化工程後の前記処理水にpH調整剤を添加して、前記処理水のpHを7以上13以下に調整するpH調整工程と、
前記pH調整工程後の前記処理水に第1還元剤を添加して、前記処理水に含まれる前記過マンガン酸イオンを還元させてマンガンを含む沈殿物を生成させる第1還元工程と、
を備えることを特徴とする除染処理水処理方法。
An oxidation step in which a decontamination object to which a metal oxide is attached is immersed in treated water containing permanganate ions derived from an oxidizing agent to elute the metal elements constituting the metal oxide into the treated water.
A pH adjusting step of adding a pH adjusting agent to the treated water after the oxidation step to adjust the pH of the treated water to 7 or more and 13 or less.
A first reducing step of adding a first reducing agent to the treated water after the pH adjustment step to reduce the permanganate ion contained in the treated water to form a manganese-containing precipitate .
A decontamination-treated water treatment method, which comprises.
前記第1還元工程後の前記処理水を加熱する加熱工程をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の除染処理水処理方法。 The decontamination-treated water treatment method according to claim 1, further comprising a heating step of heating the treated water after the first reduction step. 前記第1還元工程後の前記処理水を濃縮する濃縮工程をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の除染処理水処理方法。 The decontamination-treated water treatment method according to claim 1 or 2, further comprising a concentration step of concentrating the treated water after the first reduction step. 前記濃縮工程は、前記第1還元工程後の前記処理水を加熱する加熱工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の除染処理水処理方法。 The decontamination-treated water treatment method according to claim 3, wherein the concentration step includes a heating step of heating the treated water after the first reduction step . 前記pH調整工程では、前記処理水のpHを10以上12以下に調整することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の除染処理水処理方法。 The decontamination-treated water treatment method according to any one of claims 1 to 4, wherein in the pH adjusting step, the pH of the treated water is adjusted to 10 or more and 12 or less. 前記酸化剤は、過マンガン酸カリウムを含むことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の除染処理水処理方法。 The decontamination-treated water treatment method according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxidizing agent contains potassium permanganate. 前記pH調整剤は、少なくとも1種のアルカリ金属水酸化物を含むことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の除染処理水処理方法。 The decontamination-treated water treatment method according to any one of claims 1 to 6, wherein the pH adjuster contains at least one alkali metal hydroxide. 前記第1還元剤は、亜硫酸水素塩、亜硫酸塩又はヒドラジンの少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の除染処理水処理方法。 The decontamination-treated water treatment method according to any one of claims 1 to 7, wherein the first reducing agent contains at least one of hydrogen sulfite, sulfite, and hydrazine. 前記第1還元工程では、前記酸化剤に対して、1.1モル当量以上1.3モル当量以下の前記第1還元剤を前記処理水に添加することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の除染処理水処理方法。 The first reducing step according to claim 1 to 8, wherein the first reducing agent having 1.1 molar equivalents or more and 1.3 molar equivalents or less is added to the treated water with respect to the oxidizing agent. The decontamination treatment water treatment method according to any one item. 前記pH調整工程後の前記処理水に第2還元剤を添加して、前記処理水中に溶存している前記金属元素を還元する第2還元工程をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の除染処理水処理方法。 Claims 1 to 9 further include a second reducing step of adding a second reducing agent to the treated water after the pH adjusting step to reduce the metal element dissolved in the treated water. The decontamination treatment water treatment method according to any one of the above. 前記第2還元工程では、前記酸化剤に対して、1.0モル当量以上2.0モル当量以下の第2還元剤を前記処理水に添加することを特徴とする請求項10に記載の除染処理水処理方法。 The removal according to claim 10, wherein in the second reducing step, a second reducing agent having 1.0 molar equivalent or more and 2.0 molar equivalent or less is added to the treated water with respect to the oxidizing agent. Dyeing treatment water treatment method.
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